DE2735493A1 - LIQUID CRYSTAL CELL WITH CONTACTED ELECTRODE AND PROCESS FOR MANUFACTURING SUCH A CELL - Google Patents
LIQUID CRYSTAL CELL WITH CONTACTED ELECTRODE AND PROCESS FOR MANUFACTURING SUCH A CELLInfo
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Description
Flüssigkristallzelle mit durchkontaktierter Elektrode sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Zelle Liquid crystal cell with a plated through electrode and a method for producing such a cell
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-(PK-)Zelle mit zwei durch einen zwischengeordneten Rahmen voneinander distanzierten Trägerplatten, die auf ihren einander zugewandten Flächen (Innenflächen) jeweils einen elektrisch leitenden Belag sowie vorzugsweise zusätzlich eine Isolationsschicht tragen, wobei der elektrisch leitende Belag einer der beiden Trägerplatten ("durchkontaktierte Elektrode") mit einer auf der Innenfläche der anderen Trägerplatte gelegenen Anschlußelektrode über eine Leiterbrücke verbunden ist, die sich an der Außenseite des Rahmens befindet und eine die beiden Elektroden kontaktierende Metallisierung enthält. Ein derart aufgebautes Display ist beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften 23 33 206 und 23 50 000 bekannt.The invention relates to a liquid crystal (PK) cell with two carrier plates spaced from one another by an intermediate frame and facing one another Surfaces (inner surfaces) each have an electrically conductive coating and, preferably, an additional insulation layer wear, the electrically conductive coating on one of the two carrier plates ("plated through electrode") with one the inner surface of the other carrier plate located connection electrode is connected via a conductor bridge, which is is located on the outside of the frame and contains a metallization contacting the two electrodes. One of those constructed display is known, for example, from the German Offenlegungsschriften 23 33 206 and 23 50 000.
Eine FK-Zelle läßt sich mit ihrem Ansteuerteil am einfachsten kontaktieren, wenn alle Zellenanschlüsse auf einem Niveau liegen (vergl. hierzu die DT-OS 22 40 781). Deshalb ist bei nahezu allen FK-Displays die Elektrode der einen Trägerplatte auf die gegenüberliegende Trägerplatte geführt, und zwarIt is easiest to use an FK cell with its control part contact when all cell connections are on the same level (see DT-OS 22 40 781). Therefore is at almost all LC displays have the electrode of one carrier plate out on the opposite carrier plate, namely in der Regel die (einteilige) Rückelektrode auf die Ebeneusually the (one-piece) back electrode on the plane
Les-1 Ode/3.8.77Les-1 Ode / 3.8.77
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der (segmentierten) Vorderelektrode. Diese Brücke, die etwa eine Distanz von 10 /um zu überwinden hat, muß einen dauerhaft guten Kontakt liefern und sollte dabei ohne besonderen Aufwand, vor allem ohne manuelle Arbeitsschritte hergestellt werden können.the (segmented) front electrode. This bridge that about has to cover a distance of 10 / in order to be permanent provide good contact and should be made without any special effort, especially without manual work steps can be.
Die Fachwelt bemüht sich schon seit einigen Jahren um die Realisierung einer auch für die Serienproduktion geeigneten Durchkontaktierung und hat hierzu die verschiedensten Konzepte verfolgt. Unter anderem wurde vorgeschlagen, die zu überführende Elektrode und ihre Anschlußelektroden auf die Stirnfläche ihrer jeweiligen Trägerplatten herauszuziehen, also nach außen abzuwinkein, und durch eine Metallisierung miteinander zu verbinden (DT-OS 23 33 206). In der DT-OS 23 50 000 wird allerdings berichtet, daß sich auf diesem Wege nur dann ein zuverlässiger Kontakt herstellen läßt, wenn die abgewinkelten Elektrodenabschnitte, die bei einer nachfolgenden Verfestigung des Rahmens mitunter starken Hitzebelastungen ausgesetzt sind, aus einem anderen Material (Aluminium) bestehen und wenn zu der Metallisierung noch ein weiteres, massiv geformtes Leiterteil hinzutritt. Es liegt auf der Hand, daß eine derart ausgebildete Leiterbrücke mit einem nicht unerheblichen Fertigungsaufwand belastet ist und vorallem dann spezielle Zusatzvorkehrungen verlangt, wenn die Trägerplatten auch noch mit einer Isolationsschicht überzogen werden sollen. So behilft man sich derzeit vielfach immer noch mit Notlösungen, bei denen die Leiterbrücke außen an die fertige Zelle von Hand angebracht wird (vergl. Tobias "International handbook of Liquid Crystal Displays", Ovum Ltd. 1975, Abschnitt 7.3.5.).The professional world has been trying for a number of years to implement one that is also suitable for series production Through-hole plating and has a wide variety of concepts for this tracked. Among other things, it has been proposed that the electrode to be transferred and its connection electrodes should be placed on to pull out the end face of their respective carrier plates, i.e. to angled them outwards, and by a metallization to be connected to each other (DT-OS 23 33 206). In the DT-OS 23 50 000 it is reported, however, that on This way, a reliable contact can only be established if the angled electrode sections that in a subsequent solidification of the frame are sometimes exposed to strong heat loads, from another Material (aluminum) exist and if another, solidly shaped conductor part is added to the metallization. It is obvious that a conductor bridge designed in this way requires a not inconsiderable manufacturing expense is loaded and, above all, requires special additional precautions if the carrier plates also have an insulation layer should be coated. In many cases, emergency solutions are currently still being used, in which the ladder bridge is used is attached to the outside of the finished cell by hand (see Tobias "International handbook of Liquid Crystal Displays ", Ovum Ltd. 1975, Section 7.3.5.).
Die Erfindung steht vor der Aufgabe, eine FK-Zelle mit einer Durchkontaktierung zu schaffen, die ihre Funktion zuverlässig erfüllt und insbesondere auch bei Verwendung einer Isolationsschicht über den leitfähigen Belägen rationell und serienfer-The invention faces the task of an LC cell with a To create through-hole plating that reliably fulfills its function and, in particular, also when using an insulation layer over the conductive coverings efficiently and in series
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tigungsgerecht hergestellt werden kann. Hierzu ist bei einer FK-Zelle der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die beiden Elektroden am Ort der Leiterbrücke wenigstens angenähert bündig mit ihren jeweiligen Trägerplatten abschließen, derart, daß sie in der Stirnfläche ihrer Trägerplatte einen freiliegenden, endlichen Querschnitt aufweisen, und daß die Metallisierung die beiden Elektrodenquerschnitte überdeckt.can be produced as required. For this purpose, a FK cell of the type mentioned provided according to the invention, that the two electrodes at the location of the conductor bridge are at least approximately flush with their respective carrier plates complete in such a way that they have an exposed, finite cross-section in the end face of their carrier plate have, and that the metallization covers the two electrode cross-sections.
Versuche haben ergeben, daß in der Tat Leitflächen auf den Stirnseiten der Trägerplatten und massive Leitungsbrücken entbehrlich sind, wenn man nur freiliegende Elektrodenstirnflächen schafft und diese Flächen mit einer elektrisch leitfähigen Metallisierung verbindet. Dabei kommt ein zufriedenstellender Kontakt auch schon dann zustande, wenn die Elektroden aus einem üblichen Material wie etwa Zinnoxid bestehen und eine normale Dicke haben. Auch an die Metallisierung werden keine besonderen Anforderungen gestellt: Sie muß lediglich auf dem Substrat haften und genügend leitfähig sein. So kommen beispielsweise auch Drei-Schicht-Metallisierungen wie Chrom/Nickel(Kupfer)/Gold infrage, die man normalerweise bei einer Weichlotverfestigung von Glasteilen verwendet (vergl. hierzu auch die eingangs zitierten beiden OffenlegungsSchriften). Einen ausgezeichneten Kontakt liefert eine Metallisierung aus Gold.Tests have shown that in fact guide surfaces on the end faces of the carrier plates and massive cable bridges are dispensable if you only create exposed electrode end faces and these surfaces with an electrical conductive metallization connects. A satisfactory contact is established even if the Electrodes are made of a common material such as tin oxide and have a normal thickness. Even the metallization no special requirements are made: it only has to adhere to the substrate and be sufficiently conductive be. For example, three-layer metallizations such as chrome / nickel (copper) / gold, which are normally used, are also possible used in the case of soft solder consolidation of glass parts (cf. also the two publications cited at the beginning). Metallization made of gold provides excellent contact.
Die Brückenausführung der vorgeschlagenen FK-Zelle verlangt keinerlei zusätzlichen Arbeitsgang, wenn man die Füllöffnung in an sich bekannter Weise in den Bereich der Kontaktmetallisierung verlegt.The bridge design of the proposed FK cell does not require any additional operation when opening the filling opening Relocated in a manner known per se in the area of the contact metallization.
Eine erfindungsgemäße Zelle läßt sich besonders bequem auf zweierlei Weise herstellen:
Bei der ersten Fertigungsvariante erzeugt man zunächst auf einem großflächigen Substrat die leitfähigen Beläge einer Viel-A cell according to the invention can be produced particularly conveniently in two ways:
In the first production variant, the conductive coatings of a multitude of
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zahl von Trägerplatten, überzieht dann ggf. das Substrat mit einer Isolationsschicht und teilt es erst hiernach in die einzelnen Trägerplatten auf. Bei einer solchen Simultanbeschichtung mehrerer Platten entstehen automatisch die erwünschten Elektrodenquerschnitte in den Ebenen der Trennflächen und zugleich vollkommen durchgehende Isolationsschichten. number of carrier plates, then, if necessary, covers the substrate with an insulating layer and only then divides it into the individual carrier plates. With such a simultaneous coating of several plates, the desired ones are created automatically Electrode cross-sections in the planes of the separating surfaces and at the same time completely continuous insulation layers.
Bei einer anderen, ebenfalls für größere Stückzahlen geeigneten Prozeßabfolge stellt man zunächst einzelne, mit ihren jeweiligen Elektroden versehene Trägerplatten her und legt dann zum Aufbringen der Isolationsschicht mehrere dieser Platten so zusammen, daß sie sich wie die Ziegel eines Daches oder wie Fischschuppen teilweise überlappen. Auf diese Weise lassen sich die Bereiche der Durchkontaktierungen bequem maskieren und von Isolationsmaterial freihalten.In the case of another process sequence, which is also suitable for larger numbers of items, individual ones are initially set with their respective Electrode-provided carrier plates and then places several of these in order to apply the insulation layer Panels together so that they partially overlap like the tiles on a roof or like fish scales. on In this way, the areas of the plated-through holes can be conveniently masked and kept free of insulation material.
Besonders gute Resultate erhält man dabei, wenn die Isolationsschicht in der sog. CYD-(Chemical Vapor Deposition-)Technik niedergeschlagen wird.Particularly good results are obtained when the insulation layer is deposited in the so-called CYD (Chemical Vapor Deposition) technique.
Andere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.Other advantageous refinements and developments of the invention are the subject of further claims.
Die Erfindung soll nun anhand eines besonders bevorzugten
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. In den Figuren sind einander
entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Fig. 1 das Ausführungsbeispiel in einem Seitenschnitt auf der Höhe der Einfüllöffnung und
Fig. 2 vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 einen vergrößerten Ausschnitt.The invention will now be explained in more detail on the basis of a particularly preferred exemplary embodiment with reference to the figures of the drawing. In the figures, parts that correspond to one another are provided with the same reference numerals. Show it:
1 shows the exemplary embodiment in a side section at the level of the filling opening and FIG. 2 shows an enlarged detail of the exemplary embodiment in FIG. 1.
Für ein Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erforderliche Einzelteile einer FK-Anzeige,beispielsweise die einzelnen elektrischen Zuleitungen, sind der Einfachheit halber nicht eingezeichnet.Individual parts of an LC display that are not absolutely necessary for an understanding of the invention, for example the individual parts electrical leads are not shown for the sake of simplicity.
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Das dargestellte Display ist eine einstellige Ziffernanzeige, die nach dem Schadt-Helfrich-Effekt arbeitet. Die Zelle enthält im einzelnen einen vorderen Linearpolarisator 1, eine vordere Trägerplatte 2, eine hintere Trägerplatte 3 und einen hinteren, zum vorderen gekreuzten Linearpolarisator 4. Die beiden Trägerplatten werden über einen Glaslotrahmen 6 in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten und sind auf ihren einander zugewandten Flächen (Innenflächen) jeweils mit einem leitfähigen Belag (durchgehende Rückelektrode 7 auf der Platte 3> segmentierte Yorderelektrode 8 und Anschlußelektrode 9 auf der Platte 2), einer Isolationsschicht 11 bzw. 12 sowie mit einer zusätzlichen Orientierungsschicht 22,23 versehen. In der vom Rahmen 6 und den beiden Trägerplatten 2,3 gebildeten Kammer befindet sich eine FK-Schicht 13. Die Moleküle dieser Schicht sind mit Hilfe der Orientierungsschichten 22,23 plattenparallel ausgerichtet, und zwar so, daß ihre Vorzugsrichtung längs der Plattennormalen eine Drehung um 90° beschreibt. Für weitere Herstellungs- und Betriebseinzelheiten wird auf die DT-OS 21 58 563 verwiesen.The display shown is a single-digit number display that works according to the Schadt-Helfrich effect. The cell contains in detail a front linear polarizer 1, a front carrier plate 2, and a rear carrier plate 3 and a rear linear polarizer 4 crossed to the front. The two carrier plates are placed over a glass solder frame 6 held at a certain distance from each other and are on their facing surfaces (inner surfaces) each with a conductive coating (continuous back electrode 7 on the plate 3> segmented Yorder electrode 8 and connection electrode 9 on the plate 2), an insulation layer 11 or 12 as well as with an additional orientation layer 22,23 provided. In the chamber formed by the frame 6 and the two carrier plates 2, 3 is located an LC layer 13. The molecules of this layer are aligned parallel to the plate with the aid of the orientation layers 22, 23, in such a way that their preferred direction along the plate normal describes a rotation of 90 °. For further For manufacturing and operating details, reference is made to DT-OS 21 58 563.
Wie aus der Fig. 2 am deutlichsten zu erkennen, erstrecken sich die Rückelektrode 7 sowie die zugehörige Anschlußelektrode 9 und auch die beiden Isolationsschichten 11,12 im Bereich der Einfüllöffnung 14 exakt bis an die Kante zwischen Plattenstirnfläche und Platteninnenfläche. Dabei werden die Stirnflächen beider Elektroden von den Isolationsschichten nicht bedeckt. Die Füllöffnung wird von einer Metallisierung 16, die im vorliegenden Fall aus einer Ghrom/Nickelschicht 17 und einer Abdeckschicht 18 aus Gold besteht, eingefaßt. Diese Metallisierung steht mit den Stirnflächen der Elektroden 7,9 in elektrisch leitendem Kontakt und wird von einem Lotpfropfen 21 aus einer eutektisehen Zinn-Blei-Legierung abgedeckt. Der Lotpfropfen verschließt die Füllöffnung und verbessert zugleich den elektrischen Kontakt zwischen der Rückelektrode und der Anschlußelektrode, der an sich bereits durch die Metallisierung gewährleistet ist.As can be seen most clearly from FIG. 2, the rear electrode 7 and the associated connection electrode extend 9 and also the two insulation layers 11, 12 in the area of the filling opening 14 exactly up to the edge between Plate face and inner surface. The end faces of both electrodes are not covered by the insulation layers. The filling opening is from a Metallization 16, which in the present case consists of a chromium / nickel layer 17 and a cover layer 18 made of gold exists, bordered. This metallization stands with the end faces of the electrodes 7.9 in electrically conductive contact and is seen by a solder plug 21 from a eutectic Tin-lead alloy covered. The solder plug closes the filling opening and at the same time improves the electrical contact between the back electrode and the connection electrode, which is already ensured by the metallization is.
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Die beschriebene FK-Zelle läßt sich folgendermaßen günstig herstellen:The described LC cell can be produced inexpensively as follows:
Zunächst werden auf großflächige Glasstreifen die gewünschten Elektrodenmuster mehrerer Trägerplatten geformt und dann Isolationsschichten abgeschieden. Die Elektroden können aus antimondotiertem Zinnoxid bestehen, für den isolierenden Überzug nimmt man zweckmäßigerweise Siliciumdioxid. Die so beschichteten Glasstreifen werden dann in geeigneten Abständen vorgeritzt und in die einzelnen Trägerplattenformate aufgebrochen. Eine saubere Auftrennung erzielt man auch durch Diamantsägen oder Trennschleifen. Die vereinzelten Trägerplatten erhalten dann eine Orientierungsschicht, werden hiernach mit einem Glaslotrahmen versehen und danach miteinander verfestigt. Dann metallisiert man die Umgebung der Rahmenöffnung, füllt die Zellenkammer mit einer FK-Substanz und lötet eie anschließend dicht.First, the desired electrode pattern of several carrier plates is formed on large glass strips and then Isolation layers deposited. The electrodes can be made of antimony-doped tin oxide for the insulating The coating is expediently taken with silicon dioxide. The thus coated glass strips are then in suitable Scored at intervals and broken up into the individual carrier plate formats. A clean separation is achieved also by diamond saws or abrasive cutting. The individual carrier plates are then given an orientation layer then provided with a glass solder frame and then solidified together. Then you metallize the environment the frame opening, fills the cell chamber with an LC substance and then soldering it tight.
Die geschilderte Schrittabfolge kann auch abgewandelt werden. So könnte etwa die Vereinzelung zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise nach dem Glaslötprozeß, erfolgen.The described sequence of steps can also be modified. For example, the isolation could be carried out at a later point in time, for example after the glass soldering process.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. So ist es keineswegs in jedem Fall erforderlich, die Durchkontaktierung an der Stelle der Füllöffnung vorzunehmen oder die freiliegenden Elektrodenstirnflächen durch einen Trennvorgang zu erzeugen. Auch kommt man vielfach mit nur einer einzigen Isolationsschicht aus, da auch so die FK-Substanz vor Gleichspannungskomponenten geschützt ist. Ferner kann das Display im Rahmen der Erfindung auch mehrere gleichartige Leiterbrücken haben; dies wird vor allem bei einer Multiplexansteuerung der Fall sein.The invention is not limited to the illustrated embodiment. So it is by no means necessary in every case to make the plated-through hole at the point of the filling opening or to produce the exposed electrode end faces by a cutting process. You also often come along only a single insulation layer, as this also protects the LC substance from DC voltage components. Furthermore, within the scope of the invention, the display can also have several conductor bridges of the same type; this is especially the case be the case with a multiplex control.
13 Patentansprüche
2 Figuren13 claims
2 figures
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